小學科學教學融入STEM理念的設(shè)計與實踐案例：4上-設(shè)計制作小車

1、小學科學教學融 項目：設(shè)計制作小車（一）入STEM理念的設(shè)計與實踐案例【教材簡析】通過前面6節(jié)課的學習，學生已經(jīng)知道運動的小車與其受到的動力、摩擦力 的關(guān)系，知道根據(jù)需要如何減小或增大摩擦力，認識到了運動的物體具有能量, 這些能量可以以不同的形式來儲存。本節(jié)課將圍繞設(shè)計制作小車展開，這既是對 之前所學知識和技能的歸納和總結(jié)，又是進一步培養(yǎng)科學素養(yǎng)，發(fā)展對工程設(shè)計 的認識、理解和應(yīng)用。【學情分析】學生已經(jīng)見過并體驗過各種動力運動的車輛，對車輛的構(gòu)造和動力有一定的 知識基礎(chǔ)。學生具有豐富的想象空間，對許多事物充滿著好奇，也十分熱衷去制 作一些新奇的物品，這些都是本課開展設(shè)計小車的有利基礎(chǔ)。但要把想

2、象變?yōu)閷?際的作品，要面對的困難是很多的，因此，教學中不僅要引導(dǎo)學生利用已有的經(jīng) 驗、知識和技能去設(shè)計能“做得到”的產(chǎn)品，還要讓他們能持續(xù)圍繞一個主題設(shè) 計開展有始有終的實踐活動?！驹O(shè)計思路】基于學生已有認知基礎(chǔ)，采用項目教學的方式進行設(shè)計。利用任務(wù)驅(qū)動法, 讓學生明確任務(wù)：利用生活中的材料設(shè)計制作一輛具有動力的小車，它能在5 秒內(nèi)把兩塊橡皮運輸至少1米遠。同時讓學生明確制作小車的三點要求：1.車身 長度不超過25厘米；2.用橡皮筋或氣球做動力；3.只能利用提供的材料。這一 任務(wù)促使學生運用本單元所學知識完成挑戰(zhàn)。【教學目標】科學概念目標.工程設(shè)計中需要運用相關(guān)的科學概念來解決問題。.工程設(shè)計

3、具有一定的執(zhí)行程序。科學探究目標.在教師引導(dǎo)下，能根據(jù)任務(wù)要求和材料條件進行設(shè)計，繪制設(shè)計圖。.在設(shè)計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。.能對自己的想法和結(jié)果進行反思，做出自我評價和調(diào)整。科學態(tài)度目標.發(fā)展對工程設(shè)計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。.能夠接納他人的觀點，不斷完善自己的設(shè)計制作?？茖W、技術(shù)、社會與環(huán)境目標.體會到制作的關(guān)鍵在于設(shè)計。.人們不斷改進設(shè)計以滿足不斷增加的需求。.意識到科學技術(shù)的發(fā)展會給人類和社會發(fā)展帶來好處?！窘虒W重難點】重點：設(shè)計一輛具有動力的小車來完成任務(wù)。難點：運用給定的材料，繪制出小車的設(shè)計圖?！窘虒W準備】教師：PPT,展板，點贊卡。學生：硬紙盒、橡皮

4、筋、氣球、輪子、連接軸、粗吸管、細吸管，項目書【教學過程】一、復(fù)習導(dǎo)入，引入主題（5分鐘）.出示小車：本單元中，我們是用哪些動力讓小車運動起來的？（彈力、拉 力、重力、反沖力等）.想不想自己來設(shè)計制作一輛小車呢？一一板貼課題。.了解車的構(gòu)造：車是由哪幾個部分組成的？板貼：車架、車身、車軸和輪 子。二、明確問題，設(shè)計方案（23分鐘）1.了解工程設(shè)計的四個步驟汽車工程師在造車過程中，一般要經(jīng)歷四個階段：明確問題一一制定方案一一實施方案一實施方案一一評估與改進。2.明確任務(wù)來看看我們今天造車的任務(wù)，板貼：話 內(nèi)將兩塊橡皮運輸至少1米遠。具體的要求：PPT（1）車身長度不超過25厘米（2）用氣球或橡皮

5、筋作動力（3）只能利用提供的材料3.頭腦風暴t計一輛有動力的小車，要求能在5秒專硬紙盒氣球橡皮筋/ 4輪子連接軸粗吸管一實施方案一一評估與改進。一實施方案一一評估與改進。2.明確任務(wù)來看看我們今天造車的任務(wù)，板貼：話 內(nèi)將兩塊橡皮運輸至少1米遠。具體的要求：PPT（1）車身長度不超過25厘米（2）用氣球或橡皮筋作動力（3）只能利用提供的材料3.頭腦風暴t計一輛有動力的小車，要求能在5秒專硬紙盒氣球橡皮筋/ 4輪子連接軸粗吸管造這樣的一輛小車，我們應(yīng)該考慮哪些問題？（動力大、要有貨廂、怎樣安 裝動力、怎樣安裝輪子？）你是怎么想的？你的理由是什么？.溫馨提示PPT重點講解三視圖的畫法：把不同角度看

6、到的小車的樣子盡量地畫出來。小車設(shè)計圖目的:請利用生活中的材料制作一輛具有動力的小車,使它能把兩塊橡皮運愉1米遠（直線距離）。要求:L車身長75超過25厘米；2.用橡皮筋或氣球作為動力；3,只能利用提供的材料。書 橡皮筋口成本控制區(qū)材料 數(shù)量紙盒氣球橡皮筋輪子連接軸粗吸管細吸管.活動要求計時間15分鐘，完成設(shè)計圖后，準備發(fā)言稿。發(fā)言提示我們的設(shè)計有一個亮點。第一點，我們設(shè)計了，這是因為。第二點，我們設(shè)計了,這是因為 O除此之外，我們還設(shè)計了一。6.學生設(shè)計，繪制圖紙三、展示方案、交流評價. 一組示范講解設(shè)計圖工程師在設(shè)計圖紙后，會和其他設(shè)計團隊進行分享交流，從而獲得更多的建 議。所以，先請XX

7、小組，請根據(jù)交流提示進行介紹。大家認真傾聽，重點關(guān)注 他們組設(shè)計的小車是否能完成任務(wù)，圖紙是否畫得清晰，講解是否簡練、清楚。.展示各組的設(shè)計圖各組將設(shè)計圖張貼在展板上，由本組的講解員負責講解設(shè)計意圖，其他同學 認真傾聽后，給各組的設(shè)計進行點贊。.點贊活動。.大家看一下，哪一組點贊較多，請點贊的同學來說說點贊理由。這個小組點贊比較少，來說說沒給點贊的理由。四、完成自評.根據(jù)評價量表完成自評。小乍設(shè)計制作評價ht衣2.拓展：課后以小組為單位，共同完成設(shè)計圖的改進。項目評價內(nèi)容H當自評1表示不滿意2表示比較滿意3表示非常滿意小車設(shè)計區(qū)動力方式明確回合理選擇材料它標注了小車的尺寸已有國出兩個角度以上的

8、設(shè)計圖團隊分工 合作回設(shè)計小車前,每位組員都充分發(fā)表了自己的意見 團團隊有合理的分工，協(xié)作順暢展示講解區(qū)對設(shè)計和制作過程講解清晰，聲音洪殼，思路開闊【教學反思】設(shè)計制作小車是運動和力單元的技術(shù)與工程課，本課的設(shè)計突出這 類課程的特點：以“項目學習”為核心，讓學生經(jīng)歷一個完整的工程設(shè)計實踐活 動，體會工程設(shè)計不是一次就能成功的，而是在一次次的迭代改進中逐步完善。.引導(dǎo)“頭腦風暴”，明確設(shè)計目的本課針對的是中年級學生，根據(jù)技術(shù)與工程的教學目標，本課的要求是在給 定材料的基礎(chǔ)上，要求學生設(shè)計一輛能完成任務(wù)的小車。要完成這一任務(wù)，對四 年級來說是有一定挑戰(zhàn)性的。因此，在明確具體的任務(wù)后，引導(dǎo)小組頭腦風

9、暴, “造這樣的一輛小車，我們應(yīng)該考慮哪些問題？ ”（用什么作動力？怎樣安裝動 力？怎樣安裝輪子？等）使學生在動手之前先動腦，充分發(fā)揮全組學生的創(chuàng)造力, 盡可能地考慮到更多細節(jié)，使設(shè)計更有目的。.搭建“思維支架”，促進有效繪圖本冊教材中的技術(shù)與工程學習，都要求學生繪制設(shè)計圖。在本課中，不僅要 求學生畫出小車的設(shè)計圖，而且鼓勵學生從前、后、左、右、上方等角度畫出更 多的結(jié)構(gòu)圖，并盡量標注清楚各部分的尺寸，還要求確定制作所需的材料、數(shù)量 及其工具，這需要學生根據(jù)任務(wù)進行整體思考。因此，學生繪制圖紙前，先學習 多視圖的繪制方法，提供給學生材料參考，提供規(guī)范的設(shè)計圖和自我評價量表, 這些都給學生的繪圖提供了參考。.關(guān)注全員展示，引發(fā)互動學習本課的展示環(huán)節(jié)，先讓一組優(yōu)秀團隊先行示范講解,其他同學帶著任務(wù)傾聽, 促進有效評價的開展。接著，讓所有小組的設(shè)計展示在展板上，所有成員去各組 參觀、學習，去傾聽各組講解員的介紹，并根據(jù)自己所看、所聽，給自己認為優(yōu) 秀的設(shè)計點贊，并要求說出點贊的理由。在這樣的展示交流平臺中，全員參與, 引發(fā)各組間的互動學習。學生經(jīng)過觀察、思考，針對他人的優(yōu)點和他人的建議, 對